Il telescopio James Webb può vedere galassie oltre l’orizzonte temporale dell’universo?
Il Telescopio Spaziale James Webb (JWST) , operativo dal 2022, ha rivoluzionato l’astronomia con osservazioni di galassie tra le più remote mai rilevate. Una di queste, JADES-GS-z14-0 , si trova a circa 33,8 miliardi di anni luce dalla Terra, una distanza che sembra sfidare la nostra comprensione dell’ età dell’universo , stimata in 13,8 miliardi di anni. Questo solleva interrogativi sulla visibilità di oggetti così lontani, dato che la luce impiega tempo per viaggiare nello spazio e ci mostra l’universo com’era nel passato, non come è nel presente.
La scoperta di JADES-GS-z14-0 è stata possibile grazie alla capacità del JWST di rilevare la luce che ha viaggiato per 13,5 miliardi di anni, nonostante la sorgente originaria si trovi ora a una distanza molto maggiore. Questo fenomeno è spiegabile attraverso l’ espansione dell’universo , un concetto chiave per comprendere come possiamo osservare galassie così distanti.
L’ espansione universale è stata identificata per la prima volta da Edwin Hubble nei primi anni del 1900, osservando che le galassie lontane sembravano allontanarsi l’una dall’altra. Questo movimento non è uniforme ma accelera, un’osservazione confermata nel 1998 che ha introdotto il concetto di energia oscura come forza dietro questa accelerazione.
L’universo ha attraversato diverse fasi di espansione. Inizialmente, subito dopo il Big Bang , l’universo ha subito un’espansione rapida, conosciuta come epoca dominata dall’energia . Successivamente, durante l’ epoca dominata dalla materia , l’espansione ha rallentato permettendo la formazione delle prime particelle subatomiche e, infine, di atomi, stelle e galassie. Circa 10 miliardi di anni fa, un’ulteriore accelerazione dell’espansione ha segnato l’inizio dell’ epoca dominata dall’energia oscura , in cui ci troviamo attualmente.
Il JWST ha osservato JADES-GS-z14-0 come appariva 300 milioni di anni dopo il Big Bang, grazie all’espansione dell’universo che ha “portato” la luce di quella galassia fino a noi in un tempo inferiore rispetto alla distanza effettiva in anni luce. Questo fenomeno è descritto attraverso il concetto di orizzonte cosmologico , che rappresenta il limite massimo oltre il quale non possiamo ricevere informazioni, e l’ orizzonte dei fotoni , che delimita la distanza massima da cui la luce ha potuto viaggiare fino a noi nell’età dell’universo.
Gli astronomi distinguono tra distanza co-movibile , che non considera l’espansione dell’universo, e distanza propria , che invece la include. Per JADES-GS-z14-0, la distanza co-movibile è di 13,5 miliardi di anni luce, mentre quella propria è di 33,8 miliardi di anni luce.
L’osservazione di galassie come JADES-GS-z14-0 non sarà sempre possibile; l’espansione accelerata dell’universo causerà eventualmente l’allontanamento di tali galassie oltre l’orizzonte visibile. Questo rende l’era attuale un periodo unico per l’astronomia, permettendoci di esplorare e comprendere l’universo distante e il suo sviluppo primordiale. Gli astronomi intendono sfruttare appieno le capacità del JWST per studiare questi fenomeni mentre sono ancora osservabili.